创新引领,国产首台敞开式+单护盾多功能双模式TBM顺利掘进

日前,新疆EH工程KS项目传来捷报,由铁建重工和中铁十九局联合打造的国产首台敞开式+单护盾多功能双模式TBM顺利掘进,成为此类型双模式TBM在该领域的首个成功应用案例,该案例的成功应用,将为高原铁路TBM设计带来新的突破。

设备在现场组装调试

设备在现场组装调试

据悉,该项目标段地质条件极其恶劣,Ⅳ~Ⅴ类围岩占比高达85%,主要为炭质页岩、炭质粉砂岩,完整性差,遇水软化严重,前期TBM掘进遇到严重的卡机等问题,后续标段初始1.5千米即为连续的Ⅴ类炭质粉砂岩,常规敞开式TBM通过将更加困难。

EH工程业主、行业专家、新疆水利水电设计院、中铁十九局、铁建重工等多个单位经过多次研讨,联合攻关,在后续标段始发前对TBM进行了定制升级改造,配置辅助推进、钢管片拼装、渣土改良、超前加固等系统,增加单护盾模式,针对性增强设备脱困能力,研制出了国产首台敞开式+单护盾多功能双模式TBM。在Ⅳ~Ⅴ类破碎围岩下,采用单护盾模式,拼装钢管片,月进尺达284米,围岩转好后,不需改动即可直接恢复为敞开式TBM模式,采用喷锚支护,降低施工成本。

TBM掘进现场

TBM掘进现场

该TBM于2021年5月底完成改造,6月始发,7月中旬开始,使用单护盾模式稳定运行,在极其破碎的岩层中仍能以9~11米的日进尺稳定掘进,月进尺是原来的4倍以上,初步达到了预期目标。

该技术的成功应用,进一步发挥了TBM设备的安全、高效性能,扩大了敞开式TBM的应用范围,为敞开式TBM过强岩爆、长大破碎带等不良地层提供有力保障,为高原铁路TBM设计提供强有力技术支撑。

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高原铁路TBM施工隧道具有埋深大、地应力高、岩石强度高、掘进距离长等特点,TBM穿越强岩爆、长大破碎带、蚀变带、突泥涌水等不良地层,铁建重工在设计时充分考虑该项目施工难点,对常规敞开式TBM进行创新设计,设计具备多种功能的双模式敞开式TBM,克服高原铁路TBM复杂地质施工风险。

随着国内外更多复杂地质条件的重大工程的开启,多模式TBM必将成为隧洞施工首选,铁建重工在该领域的率先突破,也必然会引领行业的新方向。

铁建重工DZ308敞开式TBM独头掘进(没有检修支洞)突破17千米

铁建重工DZ308敞开式TBM独头掘进(没有检修支洞)突破17千米

另外,该工程采用18台TBM+3台盾构机集群施工,其中,铁建重工生产了其中13台TBM和3台盾构机。在今年1月28日,同工程KSTBM5标段,铁建重工DZ308敞开式TBM独头掘进(没有检修支洞)突破17千米,创造了当时国内同类产品最长独头掘进距离纪录。

截至8月20日,铁建重工在该工程的16台设备累计掘进了178千米。其中,中铁十八局SSTBM1标全线贯通,累计掘进约20.541千米,最高月进尺1280米,平均月进尺720米;中铁十四局双三V标的3台盾构机,已有2台全线贯通,另一台盾构机已独头掘进了10.37千米,贯通后(掘进12.43千米)将成为世界独头掘进距离最长的盾构机。

(来源:铁建重工)

责任编辑:Keyi

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铁建重工成立于2007年,隶属于央企中国铁建股份有限公司(2014年世界五百强名列第80位),是集高端地下装备和轨道装备研究、设计、制造、服务于一体的专业化企业,在湖南长沙、株洲、四川隆昌和甘肃兰州等地建立了多个制造基地,在长沙、北京、兰州等地建立了11个研究院,是国家认定的重点高新技术企业和国家级两化融合示范企业。  集团下设“四总部、两中心”(掘进机事业总部、特种装备事业总部、轨道设备事业总部、海外事业总部、技术中心、制造供应中心)以及两个全资控股子公司中铁隆昌铁路器材有限公司和株洲中铁电气物资有限公司。  铁建重工始终瞄准“世界一流、国内领先”的目标,坚持“科技创新时空,服务引领未来”的理念,走创新型、哑铃型和服务型道路,积极发挥建筑施工行业优势,充分利用中国铁建长期积累的施工技术与施工经验,通过“原始创新、集成创新、协同创新和持续创新”的自主创新模式,加强“产、学、研、用”的结合,掌握了多项具有世界领先水平和自主知识产权的核心技术,打造了掘进机装备、特种施工装备、轨道设备三大专业板块产品格局。近年来,中国铁建重工集团先后承担和参与国家、省部级重大科技计划40余项,研制出地下工程装备和轨道设备新产品300余项。组建了国家级企业技术中心、地下掘进装备工程技术研究中心、水下隧道工程实验室、博士后工作站、院士工作站等多个高端科技创新平台。  自主研制的具有完全自主知识产权的隧道盾构/TBM,广泛使用在长沙、北京、西安、武汉、广州、苏州、南京等城市地铁工程和铁路、煤矿工程,目前国内市场占有率排名前列;自主研制出国内首台大直径硬岩隧道掘进机(TBM)和矿山法隧道机械,填补国内地下工程装备空白;创新开拓了盾构在煤矿领域的应用,研制出煤矿斜井TBM,填补世界空白;研发出预切槽隧道施工成套装备,全面提升传统隧道矿山法施工技术;研制出具备自主知识产权的链刀式连续墙设备,较好满足了深基坑支护的水泥土搅拌桩墙“深、快、强”的需要;研制出掘锚同步的护盾式连续掘锚机,实现煤巷快速掘锚;建设了国际先进的轨道系列设备生产线,道岔系列产品占据国内市场份额的三分之一,创造了国内高铁最高运营时速的最好舒适度水平;闸瓦和弹条扣件产品不仅在国内市场优势明显还远销海外。  近年来,集团公司被中央确定为“制造业向制造服务业成功转型”的先进典型企业,先后荣获“国家重大技术装备首台(套)示范单位”、“全国建筑施工机械和掘进机械行业标准起草单位”、“国家863计划成果产业化基地”、“中国工程机械制造商50强企业”、“中国轨道交通创新力TOP50企业”、“中国工程机械最具成长力企业”、“全国企业文化建设百佳单位”、“中央企业思想政治工作先进单位”等称号,快速打造了中国地下工程和轨道交通行业最具影响力的自主创新品牌,正在向全球最好的轨道交通及隧道装备制造企业集团目标迈进。
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